Inden for de sidste årtier er der opstået et betydeligt løft i interessen for udforskning af rummet blandt videnskabsmænd, kommercielle organisationer, regeringer og i forskellige sektorer af samfundet.

Nutidens bestræbelser på rumudforskninger fra lav kredsløb om Jorden til tilstødende planeter som Månen og Mars op til det dybe rum har udløst en øget efterspørgsel på små satellitter, fx Cube Satellitter (CubeSat). På grund af dens lille volumen og størrelse, lave pris og hurtige udviklingstid, har CubeSats oplevet en ekstraordinær efterspørgsel inden for denne klasse af mini-, mikro- og nanosatellitter.

Derudover har fremskridt inden for integrerede kredsløb og digitale signalbehandlingsenheder, såvel som omkostningerne og tilgængeligheden af COTS-komponenter, gjort det særligt godt positioneret til hurtig udvidelse. Til videnskabelige, jordobservations- og fjernmålingsformål er disse satellitter fascinerende. Det er værdifuldt på grund af dets lave omkostninger, kubiske form, hurtige produktion, lette og modulære struktur.

ELECTRICAL POWER SYSTEMS TIL SMÅ SATELLITTER

Et "Electrical Power System" (EPS) er det vigtigste af de mange undersystemer, der udgør SmallSat, da en ustabil strømforsyning til de andre ofte kompromitterer missionen. Et EPS består af elektriske kilder, lagerenheder og belastninger, der alle er forbundet via forskellige strømomformere.

Driften af de forskellige strømomformere, der udgør EPS'en, skal omhyggeligt koordineres for at opnå effektiv fotovoltaisk strømforbrug, pålidelig strømforsyning og ideel batteristyring. På grund af koordineringen og styringen af distribueret generation (DG), lagring og belastninger i et lille elektrisk netværk, kan en SmallSat EPS ses som et rummikronet i form af strømsystemer. Samtidig er det vanskeligt at styre batteriets opladnings-/afladningscyklus, puls, peak og transient effektbehov for at forhindre ustabilitet og ydeevneforringelse af rumfartøjet på grund af de krævende krav til deres design, som omfatter hård stråling, plads, vægt og varierende temperaturer. Derfor er valg af et passende EPS-design, kontrol og strømstyring vigtige elementer for en langvarig og vellykket satellitmission. Faktisk er mange rummissioner mislykkedes på grund af manglende koordinering af hver af komponenterne i satellitten, f.eks. solcellepaneler, batterier, strømstyringsenheder osv., som er tilbøjelige til kortslutninger, en funktionsfejl i kommunikationssystemer og overordnede systemfejl.

I denne henseende præsenterer denne afhandling en omfattende gennemgang af EPS-arkitekturer, konvertertopologier og teknologier dedikeret til SmallSat-mikronettene. Relevante tekniske udfordringer vil blive identificeret og behandlet ved at overveje forholdene i rummet for at garantere den forlængede satellitmissions levetid. Desuden introduceres og analyseres sofistikerede design-, kontrol- og strømstyringsstrategier. Det foreslåede system vil sigte mod at opnå høj effekttæthed, høj effektivitet samt pålidelighed og omkostningseffektivitet.